Une alternative (peu connue en général) pour assurer le transport du tourteau de filtration par un système fermé de tuyauteries se trouve dans l’utilisation de nos pompes à entraînement hydrostatique, grâce à quoi, dans de nombreux cas, les problèmes de refoulement peuvent être entièrement éliminés. Ce sont des pompes bi-cylindriques à pistons entraînés par cylindres différentiels, disposés dans le prolongement des cylindres de refoulement, possédant une longue course et une gamme étendue de systèmes d’alimentation permettant un chargement fiable de ces cylindres avec des boues même pâteuses. D’autre part, l’entraînement hydrostatique effectué au moyen d’une pompe hydraulique réglable permet le dosage précis des quantités de boues à refouler et d’obtenir des pressions de service élevées, nécessaires pour pouvoir opérer sur de longues distances ou pour réaliser des réserves de pression. Pour les boues de curage déshydratées mécaniquement, présentant une teneur en matière sèche d’environ 30 %, la distance maximale est d’environ 600 m, à condition de disposer de sections de tuyauteries de refoulement adéquates ; des distances de refoulement allant jusqu’à 4 000 m peuvent être atteintes avec des boues purement minérales d’une teneur en MS d’environ 70 %.
Une commande par soupape à siège plan avec entraînement hydrostatique a été mise au point pour permettre le refoulement des boues de curage compressibles, afin d’alterner la liaison des chambres d’aspiration et de refoulement avec les cylindres de refoulement : c’est la condition nécessaire pour obtenir un fonctionnement sans à-coups, fiable et sans usure notable de la pompe ; elle permet en effet d’éviter un retour dans la partie aspiration de la pompe (sous pression ambiante) des boues épaisses pré-compressées situées dans la conduite de refoulement.
Cette disposition, de même que l’utilisation judicieuse des divers matériaux constituant ces appareillages (empruntée à la technologie des pompes à béton) et en particulier l’emploi de pistons de refoulement en élastomère et de cylindres de refoulement à revêtement de surface, permettent d’obtenir des durées d’utilisation telles qu’en règle générale un seul contrôle annuel du matériel est nécessaire.
Ce procédé utilisé dans plusieurs stations de traitement s’est ainsi révélé plus efficace que les dispositifs de refoulement conventionnels dont le remplacement par nos pompes a été très vite amorti, en particulier dans le cas d’évacuation de boues de curage sur des distances de transport de l’ordre de 15-20 m, de refoulement de boues contenant du sable ou des corps étrangers et de mise en silos ou de dosage de boues tenaces et visqueuses.
En voici plusieurs exemples.
Installation centrale de traitement de boues de la Coopérative de l’Emscher à Bottrop
On y utilise depuis 1980 nos pompes pour le transport de l’ensemble des boues résiduaires de la station d’épuration de l’embouchure de l’Emscher, boues qui sont conditionnées thermiquement et déshydratées dans des filtres-presses à chambres pour atteindre une teneur en matières sèches d’environ 50 %.
On a ainsi pu remplacer un système de transporteurs-convoyeurs de 175 m de longueur et éliminer de cette façon des problèmes importants de transport des boues (capacité de transport et dosage insuffisants, salissures, frais d’entretien élevés dus à l’usure, odeurs).
[Photo : Station d’incinération des boues de Bâle : les 4 pompes à pistons bi-cylindriques KSP 10 avec les 4 groupes hydrauliques 30 kW.]
désagréables). Une première pompe équipée de cylindres de refoulement d'un volume de 2 x 45 l transporte les boues du filtre-presse jusqu’au silo auprès du four à lit fluidisé ; une deuxième pompe comportant des cylindres de 2 x 10 l dose (pendant 24 heures sur 24) les boues introduites dans le four à lit fluidisé, pendant qu'une troisième pompe à cylindres de 2 x 4 l dose également les boues activées (à haute teneur en eau) afin d’y permettre le contrôle de la température. Les pompes sont entièrement automatiques et régulées à partir du poste de commande central (figure 1).
[Photo : Fig. 1 - Schéma d'une pompe KSP 17 V avec trémie d’alimentation et agitateur.]
Pro Rheno Betriebs AG de Bâle
Cette unité déshydrate et incinère les boues de curage de la ville de Bâle et des environs ainsi que les boues résiduaires des entreprises chimiques Ciba-Geigy AG, Sandoz AG, F. Hoffmann-La Roche & Co AG au moyen de décanteurs centrifuges et de fours à lits fluidisés à étage.
Le refoulement et le dosage à partir des quatre centrifugeuses vers les deux fours de boues épaisses d’une teneur en matières sèches de 24 % s'effectuent au moyen de quatre pompes Schwing d’un volume de refoulement de 2 x 10 l et cela depuis 1982, pendant 24 heures sur 24, avec une parfaite fiabilité et sans usure importante. Les avantages particuliers de ce refoulement dans des canalisations sont le faible encombrement et la possibilité de distribuer sans problèmes les boues issues des quatre pompes jusqu’aux deux fours au moyen de tiroirs commandables, ce qui a permis d’obtenir des retombées importantes liées à des dépenses et à un encombrement relativement faibles. Le schéma de l'installation est reproduit sur la figure 2.
[Photo : Fig. 2 - Bottrop. Refoulement de boues épaisses à la station. 1 : Tourteau de filtration - Teneur en solides 50 % — 2 : Pompe à boues KSP 17 - 3 : Transport vertical — 4 : Transport horizontal — 5 : Silo — 6 : Pompe à boue KSP 10 — 7 : Four à lit fluidisé.]
Station d’épuration de la ville d’Ingolstadt
Jusqu’en 1982 cette station refoulait ses boues putréfiées déshydratées produites au moyen de décanteurs centrifuges à teneur en matières sèches de 25 à 30 % (part de matières organiques 40 % environ) à une vitesse de 10 m³/h sur une ligne de bandes transporteuses de 180 m de longueur, de trois transporteurs en masse horizontaux (TKF) de 104 m de longueur, d'un convoyeur à chaîne vertical de 26 m et d'un autre TKF de 20 m vers les deux silos de l'usine d'incinération d’ordures ménagères de la ville. À partir d’octobre 1982, on a mis en service une pompe Schwing à deux cylindres de refoulement d’un volume de 17 l chacun (figure 3), ce qui a permis d’arrêter les TKF et la ligne de bandes transporteuses (celle-ci devenant d’ailleurs inutilisable après quatre ans de service).
De septembre 1982 à octobre 1985, environ 24 000 m³ de boues ont été ainsi pompées en 3 500 heures sur une distance de 330 m. Bien que les canalisations n’aient pas été vidangées lors d'une période d’arrêt située entre le 20 décembre 1984 et le
[Photo : Fig. 3 - Pro Rheno Betriebs AG à Bâle — Refoulement de boues épaisses. 1 : Décanteur centrifuge - 2 : Pompes à boue KSP 10 - 3 : Groupes hydrauliques — 4 : Fours à lit fluidisé à étages.]
[Photo : Fig. 4 - Ingolstadt. Refoulement de boues épaisses à la station d’épuration et incinération des ordures ménagères. 1 : Pompe à boues KSP 17 — 2 : Transport horizontal — 3 : Transport vertical — 4 : Silo à boues — 5 : Pompe à boues KSP 10 (installation d'incinération des ordures ménagères) — 6 : Fours.]
1er février 1985, on n’a constaté aucun problème lors du redémarrage de l'installation.
D’après l'utilisateur, si la consommation de courant par m³ de boues humides a augmenté de 0,6 kWh dans la zone de la ligne de bandes, par contre elle a baissé de 4 kWh dans la zone des transporteurs en masse. Du fait de l'arrêt des TKF, les dépenses de transport des boues se sont trouvées réduites à tel point que la pompe avec sa tuyauterie étaient déjà amorties dès octobre 1985.
Usine d’incinération des ordures ménagères et des boues de curage de Krefeld
Depuis la mi-1985, une pompe Schwing d'un volume de 2 x 25 l, qui remplace six pompes à vis, refoule en permanence dans trois secteurs à broyage les boues putréfiées déshydratées provenant de décanteurs centrifuges. La quantité chargée dans chacun de ceux-ci peut être réglée individuellement par un dispositif réagissant à la température du four. Un système de mesure du niveau de remplissage de trémie à agitateur de la pompe régule l’alimentation des boues fluides vers les centrifugeurs selon la quantité des boues introduite dans chacun des trois fours.
En février 1986, aucune pièce d’usure de la pompe n’avait encore été remplacée. Cette pompe a ainsi pu faire la démonstration du bon fonctionnement et de la fiabilité du système de refoulement mis en œuvre.
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Ces exemples démontrent que les pompes Schwing, avec un débit unitaire qui peut varier de 0,1 à 100 m³/h, sous des pressions de refoulement qui s'étagent de 50 à 150 bars, permettent d’assurer le refoulement économique et fiable des boues épaisses et plastiques produites par les installations d'épuration.
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